基于電路分析

1、關于基于的電路分析第一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月【例1】已知R1=40，R2=60，C1=1uF，L1=0.1mH，V。求電壓源的平均功率、無功。功率和視在功率。解：（1）采用相量法的求解步驟：； 第二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）編寫MATLAB程序：Us=40; wo=1e4; R1=40; R2=60; C=1e-6; L=0.1e-3;ZC=1/(j*wo*C); %C1容抗ZL=j*wo*L; %L1感抗ZP=R1*ZL/(R1+ZL); %R1，L1并聯(lián)阻抗ZT=ZC+ZP+R2;Is=Us/ZT;Sg=0.5*Us*conj(Is); %復功率A

2、vePower=real(Sg) %平均功率Reactive=imag(Sg) %無功功率ApparentPower=0.5*Us*abs(Is) %視在功率 AvePower = 3.5825； Reactive =-5.9087；ApparentPower = 6.9099 （3）運行結(jié)果：第三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. compass 函數(shù)：繪制向量圖 調(diào)用格式：compass(I1,I2,I3)，引用參數(shù)為相量構(gòu)成的行向量 【例2】日光燈在正常發(fā)光時啟輝器斷開，日光燈等效為電阻，在日光燈電路兩端并聯(lián)電容，可以提高功率因數(shù)。已知日光燈等效電阻R=250，鎮(zhèn)流器線圈電阻

3、r=10，鎮(zhèn)流器電感L=1.5H，C=5F。作出電路等效模型，畫出日光燈支路、電容支路電流和總電流，鎮(zhèn)流器電壓、燈管電壓和電源電壓相量圖及相應的電壓電流波形。第四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解：（1）等效電路模型第五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Us=220;Uz=170.63+89.491j;Ud=49.37-89.491j;Ic=0.3456j;IL=0.1975-0.3579j;Is=0.1975-0.0123j;subplot(2,2,1);compass(Us,Uz,Ud);subplot(2,2,2);compass(Ic,IL,Is);t=0:1e-3:

4、0.1;w=2*pi*50;us=220*sin(w*t);uz=abs(Uz)*sin(w*t+angle(Uz);ud=abs(Ud)*sin(w*t+angle(Ud);ic=abs(Ic)*sin(w*t+angle(Ic);iL=abs(IL)*sin(w*t+angle(IL);is=abs(Is)*sin(w*t+angle(Is);subplot(2,2,3);plot(t,us,t,uz,t,ud)subplot(2,2,4);plot(t,is,t,ic,t,iL)（2）Matlab編程作相量圖和波形第六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）結(jié)果顯示第七張，PPT

5、共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 繪制幅頻特性和相頻特性 【例3】已知網(wǎng)絡函數(shù)為作幅頻特性和相頻特性。解：方法一，將sj,利用Matlab編程實現(xiàn)w=0:0.01:100;Hs=(j*w+3)./(j*w+1)./(j*w).2+2*j*w+5);Hs_F=20*log10(abs(Hs); %幅頻特性用dB表示Hs_A=angle(Hs)*180/pi; %將弧度轉(zhuǎn)化為角度表示subplot(2,1,1);semilogx(w,Hs_F) %橫坐標以對數(shù)坐標表示的半對數(shù)曲線ylabel(幅頻特性(dB);subplot(2,1,2);semilogx(w,Hs_A)ylabel(相頻特性

6、(dB) 第八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月方法二， bode 函數(shù)：繪制波特圖調(diào)用格式：bode(A，B) A，B分別為網(wǎng)絡函數(shù)分子和分母系數(shù)行向量 A=1 3;B=conv(1 1,1 2 5)bode(A,B)conv 函數(shù)：多項式卷積調(diào)用格式：conv(A，B) A，B分別為多項是的系數(shù)行向量第十張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二.多項式運算1. roots函數(shù)：求多項式函數(shù)的根 調(diào)用格式：r= roots(p)p是多項式系數(shù)形成的行向量，系數(shù)按降序排列。r為函數(shù)的根，是一個列向量。【例4】，計算其根。p = 1 9

7、23 15r = roots (p)得結(jié)果：r =-1.0000-3.0000-5.0000第十一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月【例5】已知網(wǎng)絡函數(shù)，作零極圖。解：p=1 5 4;ld=roots(p)p=1 7 17 15;jd=roots(p)axis xy;plot(real(ld),imag(ld),o);hold on;plot(real(jd),imag(jd),x);axis(-5 1 -2 2)line(-5,1,0,0)line(0,0,2,-2)第十二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. poly函數(shù)：已知多項式函數(shù)的根，用以求多項式系數(shù)調(diào)用格式：p=

8、 poly (r) r是多項式的根形成的列向量。 p返回多項式系數(shù)行向量?！纠?】已知一個多項式的根為1、3、5，求該多項式系數(shù)。r = -1 -3 -5;p=poly(r)得結(jié)果：p =192315第十三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三.積分函數(shù)1. trapz：采用梯形公式計算積分。調(diào)用格式：trapz(X，Y) X表示橫坐標向量，Y為對應的縱坐標向量。要求X與Y的長度必須相等【例7】設某周期性矩形脈沖電流i(t)如圖所示。其中脈沖幅值 mA周期T = 6.28，脈沖寬度 。求i(t)有效值。 第十四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解：根據(jù)有效值的定義clear;T=

9、6.28;t=0:1e-3:T/2; ); %1e-3為計算步長;it=zeros(1,length(t); %開設電流向量空間;it(:)=pi/2; %電流向量幅值;I=sqrt(trapz(t,it.2)/T) %求電流均方根，得 有效值Matlab程序結(jié)果：I1.1107(mA)第十五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. quad：采用自適應Simpson算法積分。調(diào)用格式：quad(fun,a,b) 計算被積函數(shù)fun在a,b區(qū)間的積分，【例8】已知某二端網(wǎng)絡端口電壓、電流表達式：求 有效值、電路的平均功率和功率因數(shù)T = 2/100; % 周期a = 0; % 積分區(qū)間的

10、下限x = 0:0.01:1;t = x.*T;v_int = quad(80*cos(100*pi*t + 45*pi/180).2, a, T); %求電壓函數(shù)的平方在(a,T)的積分解：Matlab程序第十六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月v_rms = sqrt(v_int/T) % 求得電壓有效值i_int = quad(10*cos(100*pi*t + 30.0*pi/180).2,a,T);i_rms = sqrt(i_int/b); % 求得電流有效值p_int = quad(10*cos(100*pi*t + 30.0*pi/180).*(80*cos(100*p

11、i*t + 45*pi/180), a, T);p_ave = p_int/T % 平均功率pf = p_ave/(i_rms*v_rms) %功率因數(shù)結(jié)果： v_rms = 56.5685 p_ave = 386.3703 pf = 0.9659第十七張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四.微分函數(shù)diff：求向量相鄰元素的差調(diào)用格式：diff(x) 數(shù)值微分可用差商求得，即diff(x)/diff(t) 【例9】 已知RLC串聯(lián)電路的零輸入響應作出uR、uL、uC的波形，并求uC(0+)、 uL(0+)、。第十八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解：（1）分析 （2）Matl

12、ab程序t=1e-9:1e-6:0.600001e-3;io=50e-3*exp(-8000*t).*(cos(6000*t)+2*sin(6000*t); %注意，數(shù)組元素相乘要使用.*UR=320*io; %電阻電壓UL=20e-3*diff(io)./diff(t); %diff：相鄰元素的差， diff(io)./diff(t)：數(shù)值微分UL=UL,0; %數(shù)值微分后UL數(shù)組元素個數(shù)減1，為了保證 與t元素個數(shù)一致，須補充1位。因穩(wěn)態(tài)解為0，所以補充數(shù)值為0;第十九張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月五.最優(yōu)化問題求解1. fminbnd：求單變量非線性函數(shù)極小值點 調(diào)用格式：X,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT= fminbnd(FUN,x1,x2,OPTIONS,P1,P2,.) 2. fminunc：擬牛頓法求多變量函數(shù)極小值點 調(diào)用格式：X,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT,GRAD,HESSIAN = fminunc(FUN,X0,OPTIONS,P1,P2,.) 3. fminsearch：采用Nelder-Mead單純形法求多變量函數(shù)極小值點 調(diào)用格式：X,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT= fmins